《MLX 90614的应用 单片机课程设计论文.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《MLX 90614的应用 单片机课程设计论文.doc（18页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、非接触式温度计 1摘要红外测温技术在生产过程，产品质量控制和监测，设备在线故障诊断和安全保护以及节约能源等方面发挥了着重要作用。它打破了传统的测温模式，并且具备不影响被测物体温度场、温度分辨率高、回应速度快、测量精度高、测量范围广、不受测温上限的限制、稳定性好和可同时测量环境温度和目标温度的特点，测量距离可达30米左右。 红外测温近年来在医疗、家庭自动化、汽车电子、航空和军事上得到广泛的应用。本设计的红外测温仪系统是一种方便用户使用的温度测量工具，功能稳定，运行速度快，可以作为一个简易的非接触式体温测量计使用。系统能够实时检测、显示当前环境的温度信息并具备声光报警等功能。本系统主要是采用MLX
2、90614红外测温传感器和AT89C51单片机来实现的，单片机通过SMbus 方式与MLX90614 进行通信，将读出的温度数据进行处理，之后驱动LCD 模块显示测量温度 关键词：红外线温度测量，MLX90614传感器，LCD12864液晶显示，AT89C51单片机目录 摘要I目录II一、系统方案设计1二、硬件电路设计22.1 单片机最小系统电路设计22.1.1最小系统电路22.1.2 晶振和复位电路22.2 传感器电路设计42.2.1 MLX90614红外测温传感器介绍42.2.2 MLX90614传感器电路52.3 液晶显示电路设计52.3.1 LCD液晶显示介绍5三、 系统软件设计73.
3、1 红外测温模块设计7四、整体电路原理图9五、程序设计9III一、系统方案设计本系统采用51单片机为核心，用红外温度传感器MLX90614数据采集，数据经单片机处理后送LCD显示。该设计主要有三大模块组成、红外温度采集模块、单片机最小系统模块、LCD显示模块。系统整体框图如1.1： 图1.1 系统整体框图1二、硬件电路设计2.1 单片机最小系统电路设计2.1.1最小系统电路该系统是以AT89C51单片机为核心器件，其模块的工作原理是：加载相应程序的AT89C51单片机把红外测温模块传来的数据LCD液晶显示。单片机需要一定的外接电路才能正常工作即单片机最小系统，电路如图2.1所示，其主要包括AT
4、89C51单片机、复位电路和时钟电路。图2.1 单片机最小系统2.1.2 晶振和复位电路晶振是给单片机提供工作信号脉冲的，这个脉冲就是单片机的工作速度。晶振电路用于产生单片机工作所需要的时钟信号，单片机本身就如一个复杂的同步时序电路，为了保证同步工作方式的实现，电路应在唯一的时钟信号控制下严格3地工作。通常在引脚XTALl和XTAL2跨接石英晶体和两个补偿电容构成自激振荡器，如图3.3中Y2、C11、C12。可以根据情况选择6MHz、12MHz或24MHz等频率的石英晶体。而单片机工作速度是每秒 11.0592M，即此次晶振选择12M，补偿电容通常选择30pF左右的瓷片电容。晶振电路如图2.2
5、 所示。 图2.2 晶振电路复位的条件：RST引脚的高电平只要能保持足够的时间（2个机器周期），单片机就可以进行复位操作。上电复位要求接通电源后，单片机自动实现复位操作。上电瞬间RST引脚获得高电平，随着电容的充电电流的减小，RST引脚的电位逐渐下降。当需要复位是，按下按键，利用电容放电使RST引脚为高电平，单片机复位。上电与按键均有效的复位电路不仅在上电时可以自动复位，而且在单片机运行期间，利用按键也可以完成复位操作。复位电路如图2.3 所示。图2.3 复位电路2.2 传感器电路设计2.2.1 MLX90614红外测温传感器介绍由红外温度传感器、低噪声放大器、AD转换器、DSP单元、脉宽调制
6、电路及逻辑控制电路构成，热电堆输出的温度信号经过内部高性能、低噪声的运算放大器放大后，送给模数转换器（ADC），ADC输出的17位数字经过可编程FIR和IIR低通滤波器（即框图2.4中的DSP）处理后输出，该输出作为测量结果保存在MLX90614内部RAM存储单元中，可以通过SMBus读取；同时测量结果送到后级数子式脉冲宽度调制电路，将测量结果以PWM的方式输出。图2.4 MLX90614内部的结构框图MLX90614采用4脚罐形封装（TO239），顶端引脚分布视图如图2.5所示，具体的引脚功能如下： 图2.5 MLX90614的顶端引脚分布视图VDD：外部电源输入；VSS：地，和外壳相连；S
7、CL/Vz：当MLX90614为SMBUS模式时SCL为串行输入，为PWM模式时Vz为由外部电路置高电平；SDA/PWM：当MLX90614为SMBUS模式时串行数据输入输出接口，为PWM模式时做为PWM波输出接口。2.2.2 MLX90614传感器电路MLX90614硬件电路连接如图2.6所示，传感器的SCL/VZ 、PWM/SDA管脚直接连接单片机的普通I/O口，即单片机上的P1.0和P1.1并通过这两个I/O口实现单片机与传感器相互之间的数据的传输。VDD为电源引脚接+5V，VSS为地端。由于MLX90614的输入输出接口是漏级开路（OD）结构，需要加上拉电阻即图3.6中的R4和R5（1
8、0K）。图2.6 MLX90914红外传感器电路设计2.3 液晶显示电路设计2.3.1 LCD液晶显示介绍在显示电路单元的模块中，带中文字库的LCD12864是一种具有4位/8位并行、2线或3线串行多种接口方式，内部含有国标一级、二级简体中文字库的点阵图形液晶显示模块；其显示分辨率为12864，内置8192个16*16点汉字和128个16*8点ASCII码字符集。利用该模块灵活的接口方式和简单、方便的操作指令，可构成全中文人机交互图形界面。可以显示84行1616点阵的汉字并完成图形显示，低电压低功耗是其又一显著特点。由该模块构成的液晶显示方案与同类型的图形点阵液晶显示模块相比，不论硬件电路结构
9、或显示程序都要简洁得多，且该模块的价格也略低于相同点阵的图形液晶模块。图2.7为LCD12864芯片引脚图，其具体引脚功能如下：图2.7 LCD12864芯片引脚Vss：电源地（GND）；Vdd：电源电压（+5V）；VO：LCD驱动电压（可调对比度），VCC和VOUT接可调电阻，中间抽头接至VO；RS：并行模式：RS=0，指令寄存器；RS=1，数据寄存器。串行模式：片选；R/W：并行模式：R/W=0为写。R/W=1为读。串行模式：数据；E：并行模式：允许信号。串行模式：脉冲；DB0-DB7：并行模式：数据0。串行模式：不连接；PSB：并行模式：PSB=1。串行模式：PSB=0；NC：不需要连接
10、；RESET：复位端，低电平有效；BLA、 BLK：背光的正极、负极，接+5V、0V。 三、 系统软件设计3.1 红外测温模块设计MLX90614 与单片机之间的数据传输通过SMBus 协议进行传输，单片机作为主设备与作为从设备的MLX90614进行通信。读、写数据的格式分别见图3.1、图3.2。其中，S 为起始位，Slave Address 为从器件地址，Wr 为写标志，Command为命令字节，Rd 为读标志，PEC 为出错数据包，P 为停止位。 图3.1 读数据格式 图3.2 写数据格式数据传输时序如图3.3 所示，在SCL 变为低电平300 ns后，将16 位数据分2 次传输，每次传送
11、一个字节。每个字节都是按照高位( MSB) 在前，低位( LSB) 在后的格式传输，2 个字节中间的第9 个时钟为应答时钟。 图3.3 SMBus数据传输时序图多个MLX90614可以用于一个系统中，通过地址不同区分器件，器件默认的地址为 5AH ，因此在多MLX90614 系统中，需要给每个MLX90614 分配一个不同的地址。在只有一个MLX90614 的系统中，MLX90614 识别地址 00h，即在单个 MLX90614 系统中，可以使用该地址访问它。系统数据操作程序流程如图3.4所示。每次发送完一个字节，就判断对方是否有应答，如果有应答就接着发送下一个字节；如果没有应答多次重发该字节
12、，直到有应答，就接着发送下一个字节，如果多次重发后，仍然没有应答就结束。接收数据时，每次接收一个字节（按位接收，接收8 个位就是一个字节），向对方发送一个应答信号后，就可以继续接收下一个字节。 图 3.4 MLX90614数据流程图四、整体电路原理图 图4.1整体原理图五、程序设计void main() uint Tem;/温度变量uint Temh;SCK=1;SDA=1;delay(4);SCK=0;delay(1000);SCK=1; screen_initial(); /液晶初始化函数dis_str(1,3,东北农业大学);dis_str(2,1,温度： C);dis_str(3,1,
13、环境： C);while(1)Tem=readtemp();/读取温度display(Tem);/显示温度Temh=wreadtemp();displayw(Temh);delay(10000);/延时再读取温度显示 10000delay(10000);delay(10000);delay(10000);我的大学爱情观目录：1、 大学概念2、 分析爱情健康观3、 爱情观要三思4、 大学需要对爱情要认识和理解5、 总结1、什么是大学爱情：大学是一个相对宽松，时间自由，自己支配的环境，也正因为这样，培植爱情之花最肥沃的土地。大学生恋爱一直是大学校园的热门话题，恋爱和学业也就自然成为了大学生在校期间
14、面对的两个主要问题。恋爱关系处理得好、正确，健康，可以成为学习和事业的催化剂，使人学习努力、成绩上升；恋爱关系处理的不当，不健康，可能分散精力、浪费时间、情绪波动、成绩下降。因此，大学生的恋爱观必须树立在健康之上，并且树立正确的恋爱观是十分有必要的。因此我从下面几方面谈谈自己的对大学爱情观。2、什么是健康的爱情：1) 尊重对方，不显示对爱情的占有欲，不把爱情放第一位，不痴情过分；2) 理解对方，互相关心，互相支持，互相鼓励，并以对方的幸福为自己的满足; 3) 是彼此独立的前提下结合；3、什么是不健康的爱情：1)盲目的约会，忽视了学业;2)过于痴情，一味地要求对方表露爱的情怀，这种爱情常有病态的
15、夸张;3)缺乏体贴怜爱之心，只表现自己强烈的占有欲;4)偏重于外表的追求;4、大学生处理两人的在爱情观需要三思：1. 不影响学习：大学恋爱可以说是一种必要的经历，学习是大学的基本和主要任务，这两者之间有错综复杂的关系，有的学生因为爱情，过分的忽视了学习，把感情放在第一位；学习的时候就认真的去学，不要去想爱情中的事，谈恋爱的时候用心去谈，也可以交流下学习，互相鼓励，共同进步。2. 有足够的精力：大学生活，说忙也会很忙，但说轻松也是相对会轻松的！大学生恋爱必须合理安排自身的精力，忙于学习的同时不能因为感情的事情分心，不能在学习期间，放弃学习而去谈感情，把握合理的精力，分配好学习和感情。3、 有合理
16、的时间；大学时间可以分为学习和生活时间，合理把握好学习时间和生活时间的“度”很重要；学习的时候，不能分配学习时间去安排两人的在一起的事情，应该以学习为第一；生活时间，两人可以相互谈谈恋爱，用心去谈，也可以交流下学习，互相鼓励，共同进步。5、大学生对爱情需要认识与理解，主要涉及到以下几个方面：（1） 明确学生的主要任务“放弃时间的人，时间也会放弃他。”大学时代是吸纳知识、增长才干的时期。作为当代大学生，要认识到现在的任务是学习学习做人、学习知识、学习为人民服务的本领。在校大学生要集中精力，投入到学习和社会实践中，而不是因把过多的精力、时间用于谈情说爱浪费宝贵的青春年华。因此，明确自己的目标，规划
17、自己的学习道路，合理分配好学习和恋爱的地位。（2） 树林正确的恋爱观提倡志同道合、有默契、相互喜欢的爱情：在恋人的选择上最重要的条件应该是志同道合，思想品德、事业理想和生活情趣等大体一致。摆正爱情与学习、事业的关系：大学生应该把学习、事业放在首位，摆正爱情与学习、事业的关系，不能把宝贵的大学时间，锻炼自身的时间都用于谈情说有爱而放松了学习。 相互理解、相互信任，是一份责任和奉献。爱情是奉献而不时索取，是拥有而不是占有。身边的人与事时刻为我们敲响警钟，不再让悲剧重演。生命只有一次，不会重来，大学生一定要树立正确的爱情观。（3） 发展健康的恋爱行为 在当今大学校园，情侣成双入对已司空见惯。抑制大学
18、生恋爱是不实际的，大学生一定要发展健康的恋爱行为。与恋人多谈谈学习与工作，把恋爱行为限制在社会规范内，不致越轨，要使爱情沿着健康的道路发展。正如马克思所说：“在我看来，真正的爱情是表现在恋人对他的偶像采取含蓄、谦恭甚至羞涩的态度，而绝不是表现在随意流露热情和过早的亲昵。”（4） 爱情不是一件跟风的事儿。很多大学生的爱情实际上是跟风的结果，是看到别人有了爱情，看到别人幸福的样子（注意，只是看上去很美），产生了羊群心理，也就花了大把的时间和精力去寻找爱情（5） 距离才是保持爱情之花常开不败的法宝。爱情到底需要花多少时间，这是一个很大的问题。有的大学生爱情失败，不是因为男女双方在一起的时间太少，而是
19、因为他们在一起的时间太多。相反，很多大学生恋爱成功，不是因为男女双方在一起的时间太少，而是因为他们准确地把握了在一起的时间的多少程度。（6） 爱情不是自我封闭的二人世界。很多人过分的活在两人世界，对身边的同学，身边好友渐渐的失去联系，失去了对话，生活中只有彼此两人；班级活动也不参加，社外活动也不参加，每天除了对方还是对方，这样不利于大学生健康发展，不仅影响学习，影响了自身交际和合作能力。总结：男女之间面对恋爱，首先要摆正好自己的心态，树立自尊、自爱、自强、自重应有的品格，千万不要盲目地追求爱，也不宜过急追求爱，要分清自己的条件是否成熟。要树立正确的恋爱观，明确大学的目的，以学习为第一；规划好大学计划，在不影响学习的条件下，要对恋爱认真，专一，相互鼓励，相互学习，共同进步；认真对待恋爱观，做健康的恋爱；总之，我们大学生要树立正确的恋爱观念，让大学的爱情成为青春记忆里最美的风景，而不是终身的遗憾！ 13